橋梁灌注樁施工技術的改進探討

王世江 蔣雪峰

摘 要：灌注樁是橋梁工程最重要的受力構件之一，鉆孔灌注樁具有成本低、適用廣、技術成熟及操作簡單等優勢，被廣泛用于公路、市政及鐵路橋梁的施工建設中。鉆孔灌注樁的施工環境較為隱蔽，工序環環相扣，稍有疏忽便可能引起縮徑、斷樁等病害。本文探討了橋梁灌注樁的施工技術要點，以及質量控制策略。

關鍵詞：橋梁;灌注樁;施工技術;改進

中圖分類號：U445.551 文獻標識碼：A

0 引言

在橋梁工程的基礎施工中，鉆孔灌注樁是應用最為廣泛的一種施工技術，具有操作簡單、承載力大的特點，而且施工成本低，能夠充分保障施工質量，提升橋梁結構的穩定性。當然，對于基礎這種隱蔽工程，很容易因成樁環節較多而引發施工事故。正因如此，才要嚴格控制鉆孔灌注樁施工流程，充分發揮這一施工技術的優勢，提高成樁質量。

1 鉆孔灌注樁的施工技術要點

1.1 護筒制作及埋設

護筒采用鋼板卷制，護筒內徑應大于設計樁徑不少于20 cm。某橋樁徑設計為1.2 m鉆孔樁，使用鋼板（8 mm）

材料制作直徑1.5 m的護筒，與設計樁相比，樁徑超出30 cm。為了讓護筒的剛度滿足施工要求，護筒的上下兩端均采取加焊與加勁肋的處理方式。精準設置4根護樁，將護樁用混凝土固定，要求護筒的四周與底部緊緊貼在一起，用粘土回填后，充分搗實。誤差控制：護筒傾斜度<1%;護筒和樁位中心<5 cm。護筒的頂面高出工作平臺面0.3 m或者水面1～2 m，高于設計樁頂高程至少1 m。特殊工況應進行專項設計，保證護筒埋置符合要求。護筒的埋深要求，如表1所示：

1.2 鉆孔

在導向或者鉆頭完全進入地層之前，都要用緩慢的速度鉆進。鉆頭要保持勻速起落，不可鉆進過猛，或者突然改變速度。如果使用沖擊鉆，則需要應用小沖程開孔的方式，維持孔壁的垂直與圓順，提高孔壁的堅實度。沖擊鉆鉆進時，應采取措施防止坍孔，出渣或停鉆時，加強泥漿循環補充漿液，保持水頭壓力。

1.3 鉆孔泥漿配制

泥漿的配合比和配制方法應通過試驗選定，泥漿的相對密度、黏度、含砂率、膠體率等指標應與鉆孔方法、土層情況相適應。可參照下表執行。鉆進過程中，應隨時檢查其指標，不符合要求時及時調整配置。同時，泥漿可以采用泥沙分離器進行重復循環利用，有效排除鉆渣，提高鉆孔效率。

表2 泥漿性能主要指標

1.4 成孔、清孔與鋼筋籠制作、吊裝

鉆孔施工結束后，使用專業的測繩測量孔的深度，并且驗收孔徑，檢查孔底的沉渣厚度以及孔的傾斜度是否符合標準。傾斜度通過鉆桿測斜法檢測，初始測量點為鉆孔的平臺頂面，一直測量到孔底，滿足施工標準再清孔，嚴格控制孔內的水頭壓力，以免清孔過程中出現塌孔問題。應用換漿法清孔，泥漿的最大泵量循環設置10～20 min、泥漿密度1.05～1.15 g/cm3。停止清孔后，用測繩測量孔沉渣。最終各項指標應滿足以下標準：①泥漿的相對密度：1.03～1.10 g/cm3。②泥漿黏度：17～20 Pa·s。③含砂率：<2.0%。④膠體率：>98.0%。

鋼筋籠的制作方法為長線法，參考設計的樁長來決定分節段加工長度。對于15 m以下的樁長可以一次性制作完成，如果樁長>15 m，則需要分段制作，并且要讓骨架剛度滿足施工要求，錯開布置主筋的接頭。將墊塊放置在主筋上，讓混凝土保安層的厚度符合要求，墊塊之間的豎向距離控制在2 m以內，橫向距離≥4塊墊塊。采用25 t的吊機安裝鉆孔灌注樁的鋼筋籠，設置對稱吊點，妥善固定護筒。配合吊架，在指定位置安裝好鋼筋籠。鋼筋籠不得直接支撐在孔底，應將其吊掛在鋼護筒上，或設置專門的裝置承受鋼筋籠自身重量，并精準定位，保證鋼筋籠中心與樁位中心基本重合。

1.5 導管安裝

根據施工要求選擇導管，檢查導管的規格、質量以及拼接構造，導管長度應符合澆筑施工的要求，還要對導管進行試壓和試拼。水密試驗壓力不小于孔內水壓的1.3倍。所有導管都要標號，以便區分，導管的性能必須正常，不影響正常使用。緩慢的下放導管，下放過程中始終保持垂直，下放數量與長度均要記錄在案，并且應滿足施工要求，一切正常后稍微上提導管，讓導管的底口距離孔底約30 cm，然后安裝導管。需要在監理工程師的指導下進行二次清孔，以更好的滿足后續施工。

1.6 灌注施工

橋梁樁基礎的質量、性能均與灌注施工質量密切相關，灌注施工應注意以下幾點：①根據橋梁工程混凝土結構的使用要求，確定混凝土的配合比，選擇質量良好的原材料，以保證混凝土的和易性、強度符合要求，通過加入適量的緩凝劑、粉煤灰來提高混凝土的和易性，保證良好的工作性能，坍落度18～22 cm，擴展度控制在450～550 mm。同時，水下混凝土配制強度應比設計強度提高10%～20%，規定水泥最小用量不得少于300 kg/m3。②控制混凝土的初凝時間>4 h、要求整根樁混凝土的灌注時間不得超過首批混凝土的初凝時間。③導管的埋深深度為2～6 m，整個施工過程必須連續、無間斷。第一次混凝土的灌注量應維持在導管初次埋進混凝土的1 m以上。計算方法如下：

式中：V—灌注首批混凝土所需數量（m3）;D—樁孔直徑（m）;H1—樁孔底至導管底端間距（m），一般為0.3～0.4 m;H2—導管初次埋置深度（m）;d—導管內徑（m）;h1—樁孔內混凝土達到埋置深度H2時，導管內混凝土平衡導管外（或泥漿）壓力所需的高度（m），即h1=;Hw—樁孔內水或泥漿的深度（m）;—樁孔內水或泥漿的重度（kN/m3）;—混凝土拌合物的重度（24 kN/m3）。

④在混凝土灌注施工中，需要采取科學措施來避免鋼筋骨架的上浮。

嚴格控制樁頂泥漿的密度，如果密度太大，則會形成泥團，影響樁頂混凝土的密實度。灌注即將完成后，認真檢查混凝土的使用量與樁身的高度，計算擴孔系數。以設計樁頂作為參考依據，灌注混凝土的高程≥0.5 m，在樁檢之前處理掉超灌的部分，保證混凝土表面足夠密實，不存在松散層，混凝土的強度滿足等級要求。

2 灌注樁施工質量改進措施

2.1 樁孔縮徑的控制

軟塑狀的亞黏土地層中尤其容易發生樁孔縮徑現象，選擇與鉆孔直徑相匹配的鉆頭。泥漿護壁施工所用的膨潤土，應滿足無分散、黏度強、固相和失水率低的要求。施工工藝為氣舉反循環鉆孔工藝，使用低壓鉆，保持中速成孔，嚴格控制進尺的深度。參考鉆進情況、試樁工藝的孔徑來合理調整鉆孔參數，發現縮徑現象時，可以在允許范圍內調整泥漿的性能指標，通過降低失水率增強孔壁的穩定性。

2.2 斷樁的防范措施

導管的埋置深度應達到2～6 m，可有效避免樁身混凝土斷裂，通過重錘實測或者現場監督的方式來測量混凝土面的高度，通過計算混凝土的灌注量來準確確定混凝土面的高度，將較低的數值作為拔管長度的參考依據。

2.3 堵管的防范措施

安裝導管之前檢查導管，保證導管接頭的封閉性、厚度符合標準要求。對灌注導管采取接頭抗拉試驗、水密承壓試驗，以保證其質量符合標準要求。嚴格按照規范標準拌和、運輸混凝土，以免混凝土中摻入了大塊的卵石造成卡管現象。此外還應嚴格檢查灌注用到的設備，以免混凝土中導管的留置時間太長造成堵管。

2.4 漏漿的防范措施

實時監測泥漿面，如果發現漏漿問題，應第一時間停工，通過循環泥漿方法提高泥漿黏度、比重等參數，再采取補漿措施，解決泥漿液面下沉問題，然后繼續施工。如果漏漿問題始終無法有效控制，可以將適量的鋸末摻入漿液中，在反復的注入過程中堵塞空隙。如果漏漿部位出現在護筒頂端，可以增加護筒的長度，然后填充粘土。

2.5 掉鉆的防范措施

引起掉鉆的主要原因是安裝鉆桿時不夠緊密，因此影響了鉆桿結構的穩定性。如果沒有及時處理卡鉆問題，很可能會導致鋼絲繩斷裂，引起掉鉆。此外，接觸不良也是引起卡鉆的重要原因，所以應定期檢查設備性能，及時更換老化、損壞的零部件。遇到卡鉆問題，禁止強行、粗暴的拉扯鉆頭;如果遇到掉鉆問題，應使用專業工具進行打撈。

3 結束語

綜上所述，橋梁工程通常都會涉及水下施工，而鉆孔灌注樁技術能夠很好的適應外界環境，提高橋梁的穩定性。具體施工中，應該根據施工區域的樁基情況、地質特點以及水文條件來合理安排機械設備、鉆機數量，避免設備閑置，造成不必要的資源浪費。同時還應合理配備人力資源，詳細記錄施工過程。

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